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Livro do Professor Volume 7 Livro de atividades Química Carolina de Cristo Bracht Nowacki ©Editora Positivo Ltda., 2017 Proibida a reprodução total ou parcial desta obra, por qualquer meio, sem autorização da Editora. Dados Internacionais para Catalogação na Publicação (CIP) (Maria Teresa A. Gonzati / CRB 9-1584 / Curitiba, PR, Brasil) N935 Nowacki, Carolina de Cristo Bracht. Química : livro de atividades : Carolina de Cristo Bracht Nowacki. – Curitiba : Positivo, 2017. v. 7 : il. ISBN 978-85-467-1630-2 (Livro do aluno) ISBN 978-85-467-1583-1 (Livro do professor) 1. Ensino médio. 2. Química – Estudo e ensino. I. Título. CDD 373.33 © iS to ck ph ot o. co m /S up er he ro TM Equilíbrio químico 13 Estado de equilíbrio e a constante de equilíbrio • Reação reversível: ocorre nos dois sentidos simultaneamente, ou seja, o(s) reagente(s) e o(s) produto(s) são consumidos e formados ao mesmo tempo. Reagente(s) reação direta (v 1 ) reação inversa (v 2 ) Produto(s) • Estado de equilíbrio: o equilíbrio é atingido quando a velocidade da reação direta (v1) se iguala à velocidade da reação inversa (v2). Equilíbrio Ve lo ci da de d a re aç ão tempo V direta = V inversa V inversa V direta • Equilíbrio dinâmico: ao atingir o equilíbrio químico, a reação continua a ocorrer nos dois sentidos, porém com a mesma velocidade. Dessa forma, diz-se que o equilíbrio é dinâmico e que as concentrações do(s) reagente(s) e do(s) produto(s) permanecem constantes no decorrer do tempo. Equilíbrio C on ce nt ra çã o tempo [Reagente(s)] [Produto(s)] Uma reação química atinge o estado de equilíbrio químico no momento em que as velocidades das reações direta e inversa se igualam e as concentrações dos reagentes e dos produtos permanecem constantes, sob a mesma temperatura. • Constante de equilíbrio (Kc): para a reação reversível x Reagente(s) y Produto(s), no equilíbrio, tem-se a seguinte relação: K produto s reagente s C y x = [ ] [ ] ( ) ( ) K >> 1 [reagente(s)] < [produto(s)] K << 1 [reagente(s)] > [produto(s)] Observação: apenas substâncias em solução aquosa ou no estado gasoso são representadas na expressão da constante de equilíbrio, em termos de concentração. Substâncias puras líquidas e sólidas apresentam concentrações constantes. – Relação entre Kp e Kc: Kp = Kc · (R · T) n 2 Volume 7 Cálculo da constante de equilíbrio • Quando as quantidades do(s) reagente(s) e do(s) produto(s) correspondem aos valores em equilíbrio, a constante de equilíbrio é calculada diretamente pela expressão matemática que relaciona as concentrações do(s) reagente(s) e do(s) produto(s). Cada concentração é elevada ao coeficiente estequiométrico da equação balanceada. • Quando as quantidades do(s) reagente(s) e do(s) produto(s) NÃO correspondem aos valores em equilíbrio, é necessário organizar as infor- mações de cada participante em cada etapa do processo para calcular a constante. Reagente(s) Produto(s) Quantidade no INÍCIO Quantidade que REAGE/Quantidade que se FORMA (de acordo com a proporção estequiométrica entre os participantes da reação) Quantidade no EQUILÍBRIO • Grau de equilíbrio ( ): determina apenas a quantidade das substâncias que efetivamente reagiram até atingir o equilíbrio químico. α = quantidade de matéria que reagiu quantidade de matéria inicial Deslocamento de equilíbrio • Princípio de Le Chatelier: Quando ocorre uma perturbação externa em um sistema em equilíbrio, ele se desloca no sentido de minimizar essa ação para retornar ao estado de equilíbrio anterior ou atingir uma nova situação de equilíbrio. Temperatura AUMENTO DA TEMPERATURA DIMINUIÇÃO DA TEMPERATURA FAVORECE A REAÇÃO ENDOTÉRMICA ( H > 0) FAVORECE A REAÇÃO EXOTÉRMICA ( H < 0) Observação: a elevação da temperatura provoca aumento no valor da constante de equilíbrio para as reações endotérmicas ( H > 0) e diminui esse valor para as reações exotérmicas ( H < 0). Pressão AUMENTO DA PRESSÃO DIMINUIÇÃO DA PRESSÃO FAVORECE O SENTIDO DE CONTRAÇÃO DO VOLUME FAVORECE O SENTIDO DE EXPANSÃO DO VOLUME Observação: quando não há variação na quantidade de partículas gasosas, não ocorre o deslocamento do equilíbrio pela alteração na pressão do sistema. Concentração AUMENTO DA CONCENTRAÇÃO DIMINUIÇÃO DA CONCENTRAÇÃO FAVORECE O EQUILÍBRIO NO SENTIDO DE CONSUMIR A QUANTIDADE ADICIONADA FAVORECE O EQUILÍBRIO NO SENTIDO DE REPOR A QUANTIDADE REMOVIDA Catalisador – Não interfere no equilíbrio químico da reação. – Diminui o tempo necessário para que seja atingido o equilíbrio, pois aumenta a velocidade da reação. 3Química 3Química Atividades 1. (UFAC) Uma reação atinge o equilíbrio químico: I. Quando não há mais reagentes, somente produtos. II. Quando as concentrações dos reagentes são iguais às concentrações dos produtos. III. Quando a velocidade da reação direta é igual à velo- cidade da reação inversa. IV. Quando as concentrações de reagentes e produtos se tornam constantes. V. Quando não existe mais reação química. As afirmações corretas são: a) I e II d) IV e V b) II e III e) III e V X c) III e IV 2. Quando deixamos por algumas horas uma garrafa de refrigerante no congelador, algumas situações podem ocorrer: – a garrafa estoura ou quebra, pois o líquido presente no seu interior congelou; – nada ocorre com a garrafa, pois o líquido fica somen- te bastante frio. A segunda situação é bem comum e, quando se abre a garrafa, o líquido em seu interior se congela instan- taneamente. Esse fenômeno é conhecido como super- congelamento. Ocorre porque as moléculas de água se encontram em um estado de equilíbrio e, ao sofrerem perturbação pela abertura da garrafa, passam do esta- do líquido para o sólido de forma instantânea, aumen- tando o volume ocupado. Com relação ao estado de equilíbrio, assinale V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( F ) No estado de equilíbrio, as concentrações do(s) reagente(s) e do(s) produto(s) são variáveis. ( F ) O estado de equilíbrio acontece quando a veloci- dade da reação direta é menor que a velocidade da reação inversa. ( V ) A reação é dita reversível quando ocorre simulta- neamente nos dois sentidos. No equilíbrio químico, as concentrações do(s) reagente(s) e Estado de equilíbrio e a constante de equilíbrio Quando a velocidade da reação direta ( V ) A constante de equilíbrio pode ser representada pela expressão: K Produto s Reagente s C = [ ] [ ] ( ) ( ) . ( V ) A diminuição da pressão do sistema pela abertura da garrafa favorece o sentido de expansão do vo- lume. 3. Em um recipiente fechado, o gás hidrogênio e o gás iodo reagem originando o ácido iodídrico (HI), cujas mo- léculas, em determinado momento, começam a reagir. H2(g) + I2(g) 2 HI(g) Em certa temperatura, foram obtidas as seguintes con- centrações no equilíbrio: [H2] = 0,10 mol/L [I2] = 0,20 mol/L [HI] = 1,0 mol/L Com base nessas informações, determine: a) a expressão da constante de equilíbrio. K HI H I C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ 2 2 2 b) o valor da constante de equilíbrio. K K K C C C = ⋅ = = ( , ) ( , ) ( , ) , , 10 0 10 0 20 10 0 02 50 2 do(s) produto(s) permanecem constantes. II. Incorreta. No equilíbrio químico, as concentrações do(s) reagente(s) e do(s) produto(s) não são neces- sariamente iguais. V. Incorreta. O equilíbrio é dinâmico, ou seja, as rea- ções em equilíbrio químico não cessam. se iguala à velocidade da reação inversa, atinge-se o equilíbrio químico. I. Incorreta. No equilíbrio, as concentrações do(s) reagente(s) e produto(s) permanecem constantes. Há algumas resoluções ao final do livro (gabaritos e comentários). 4 Volume 7 4. (UFRGS – RS) A constante de equilíbrio da reação CO(g) + 2 H2(g) CH3OH(g) tem o valor de 14,5 a 500 K. As concentrações de me- tanol e de monóxido de carbono foram medidas nesta temperatura em condições de equilíbrio, encontrando--se, respectivamente, 0,145 mol · L–1 e 1 mol · L–1. Com base nesses dados, é correto afirmar que a con- centração de hidrogênio, em mol L–1, deverá ser a) 0,01 d) 1,45 X b) 0,1 e) 14,5 c) 1 K CH OH CO H H H mol C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ = ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ = 3 2 2 2 2 2 14 5 0 145 1 0 1 , , , //L 5. O dióxido de nitrogênio (NO2) sofre dimerização forman- do o tetraóxido de dinitrogênio (N2O4). Essa reação de dimerização ocorre quando duas moléculas da mesma substância se combinam e formam apenas uma, confor- me o equilíbrio químico representado pela equação: 2 NO2(g) N2O4(g) castanho incolor avermelhado Sabendo que o Kp para esse equilíbrio corresponde a 0,14 e a pressão parcial do NO2 é igual a 0,7 atm, determine a pressão parcial do N2O4. K p p p p p p N O NO N O N O N O = = = ⋅ ( ) ( ) , ( ) ( , ) ( ) , , ( 2 4 2 2 4 2 4 2 4 2 2 0 14 0 7 0 14 0 49 )) ,= 0 0686 atm 6. (UECE) O tetróxido de dinitrogênio gasoso, utilizado como propelente de foguetes, dissocia-se em dióxido de nitrogênio, um gás irritante para os pulmões, que diminui a resistência às infecções respiratórias. Considerando que, no equilíbrio a 60 °C, a pressão par- cial do tetróxido de dinitrogênio é 1,4 atm e a pressão parcial do dióxido de nitrogênio é 1,8 atm, a constante de equilíbrio Kp será, em termos aproximados, a) 1,09 atm c) 1,67 atm b) 2,09 atm X d) 2,31 atm N2O4(g) 2 NO2(g) K p p K K atm p NO N O p p = = = ( ) ( ) ( , ) ( , ) , 2 2 4 2 218 14 2 31 7. Economicamente viável e vastamente utilizada, a sínte- se da amônia em escala industrial é realizada pelo pro- cesso de Haber-Bosch em que se controla a pressão e a temperatura, mantendo-se um sistema em equilíbrio formado entre os gases: N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) Sabendo que as pressões parciais no equilíbrio são: 0,4 atm para o N2, 1,0 atm para o H2 e 0,2 atm para NH3, determine as constantes Kc e Kp na temperatura de 27 °C. (Dado: R = 8,2 · 10–2 atm · L · K–1 · mol–1) K p p p K K K K R p NH N H p p p c = ⋅ = ⋅ = = ⋅ ⋅ ( ) ( ) ( ) ( , ) ( , ) ( , ) , ( 3 2 2 2 3 2 3 0 2 0 4 10 0 1 TT K K K K n c c c c ) , ( , ) , ( , ) , ( , ) Δ 0 1 8 2 10 300 0 1 24 6 0 1 24 6 2 2 2 2 = ⋅ ⋅ ⋅ = = ⋅ − − − ≅≅ 60 52, Química 5 8. Chuva ácida A água da chuva não é totalmente pura, pois sempre carrega componentes da atmosfera, o próprio CO2 ao se dissolver na água a torna um pouco ácida, com um pH aproximadamente igual a 5,6. A reação da água com o gás carbônico é: CO2 + H2O H2CO3 O ácido formado (ácido carbônico) é um ácido muito fraco, o que não compete à água uma dimi- nuição brusca do pH. [...] Diferentemente do CO2, os óxidos de enxofre (SO2 e SO3) e de nitrogênio (N2O, NO e NO2) pre- sentes na atmosfera formam ácidos fortes, aumentando a acidez da água da chuva. [...] Disponível em: <http://www.uenf.br/uenf/centros/cct/qambiental/ar_chuvacida.html>. Acesso em: 27 nov. 2015. Um dos equilíbrios envolvidos na formação da chuva ácida está representado pela equação: 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) Considere que, em um recipiente de 1 litro, foram misturados 6 mols de SO2 e 5 mols de O2. Após algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio, obtendo-se 4 mols de SO3. Com essas informações, complete o quadro e calcule a constante de equilíbrio em termos de concentração. 2 SO2(g) O2(g) 2 SO3(g) Início 6 mol/L 5 mol/L 0 Reage/forma 4 mol/L 2 mol/L 4 mol/L Equilíbrio 2 mol/L 3 mol/L 4 mol/L K SO SO O K K C C C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ = ⋅ = 3 2 2 2 2 2 2 4 2 3 133 ( ) ( ) ( ) , 9. Em determinada temperatura, num recipiente fechado de 1 L, 1 mol de HBr(g) está 20% dissociado em H2(g) e Br2(g). Complete o quadro a seguir, com base nas informações, e calcule a constante de equilíbrio em termos de concentração. 2 HBr 1 H2 1 Br2 Início 1 mol/L 0 0 Reage/forma 0,2 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/L Equilíbrio 0,8 mol/L 0,1 mol/L 0,1 mol/L 6 Volume 7 K H Br HBr K K C C C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ = ( ) ⋅( ) ( ) ≅ 2 2 2 2 0 1 0 1 0 8 0 016 , , , , 10. (FGV – RJ) Estudos ambientais revelaram que o ferro é um dos metais presentes em maior quantidade na atmosfera, apresentando-se na forma do íon de ferro 3+ hidratado, [Fe(H2O)6] 3+. O íon de ferro na atmosfera se hidrolisa de acordo com a equação [Fe(H2O)6] 3+ [Fe(H2O)5OH] 2+ + H+ (Química Nova, vol. 25, n.º 2, 2002. Adaptado) Um experimento em laboratório envolvendo a hidrólise de íons de ferro em condições atmosféricas foi realizado em um reator de capacidade de 1,0 L. Foi adicionado inicialmente 1,0 mol de [Fe(H2O6)] 3+ e, após a reação atingir o equi- líbrio, havia sido formado 0,05 mol de íons H+. A constante de equilíbrio dessa reação nas condições do experimento tem valor aproximado igual a a) 2,5 ∙ 10–1 d) 5,0 ∙ 10–2 X b) 2,5 ∙ 10–3 e) 5,0 ∙ 10–3 c) 2,5 ∙ 10–4 Fe H O2 6 3 ( )⎡⎣ ⎤⎦ + Fe H O OH2 5 2 ( )⎡⎣ ⎤⎦ + H+ Início 1 mol/L 0 0 Reage/forma 0,05 mol/L 0,05 mol/L 0,05 mol/L Equilíbrio 0,95 mol/L 0,05 mol/L 0,05 mol/L K K C C = ( )⎡⎣ ⎤⎦ ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ ( )⎡⎣ ⎤⎦ ⎡ ⎣⎢ ⎤ ⎦⎥ = + + + Fe H O OH H Fe H O 2 5 2 2 6 3 0 0, 55 0 05 0 95 0 0026 2 6 10 3 ( ) ⋅( ) ( ) ≅ = ⋅ − , , , ,KC Química 7 11. (PUC Minas – MG) Considere o equilíbrio químico abaixo: A(g) + B(g) 2 C(g) + D(g) Em um recipiente de 1 litro, foram misturados 0,5 mol de A e 0,5 mol de B. Depois de algum tempo, o sistema atingiu o equilíbrio, e o número de mol de C foi 0,5. O valor da constante de equilíbrio é: a) 0,125 c) 0,5 b) 0,25 X d) 1 A B 2 C D Início 0,5 mol/L 0,5 mol/L 0 0 Reage/forma 0,25 mol/L 0,25 mol/L 0,5 mol/L 0,25 mol/L Equilíbrio 0,25 mol/L 0,25 mol/L 0,5 mol/L 0,25 mol/L K C D A B K K C C C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ = ( ) ⋅( ) ( ) ⋅( ) = 2 2 0 5 0 25 0 25 0 25 , , , , 11 12. (MACKENZIE – SP) Sob condições adequadas de temperatura e pressão, ocorre a formação do gás amônia. Assim, em um recipiente de capacidade igual a 10 L, foram colocados 5 mol de gás hidrogênio junto com 2 mol de gás nitrogênio. Ao ser atingido o equilíbrio químico, verificou-se que a concentração do gás amônia produzido era de 0,3 mol/L. Dessa forma, o valor da constante de equilíbrio (Kc) é igual a a) 1,80 ∙ 10–4 d) 3,60 ∙ 101 b) 3,00 ∙ 10–2 X e) 1,44 ∙ 104 c) 6,00 ∙ 10–1 3 H2 1 N2 2 NH3 Início 0,5 mol/L 0,2 mol/L 0 Reage/forma 0,45 mol/L 0,15 mol/L 0,3 mol/L Equilíbrio 0,05 mol/L 0,05 mol/L 0,3 mol/L • Concentração inicial dos reagentes: 5 mol 10 L x 1L x = 0,5 mol de H2 0,5 mol/L 2 mol 10 L x 1L x = 0,2 mol de N2 0,2 mol/L K NH H N K K C C C = ⎡⎣ ⎤⎦ ⎡⎣ ⎤⎦ ⋅ ⎡⎣ ⎤⎦ = ⋅ = ⋅ 3 2 2 3 2 2 3 0 3 0 05 0 05 144 10 ( , ) ( , ) ( , ) , 44 8 Volume 7 Deslocamento de equilíbrio 13. Segundo o Princípio de Le Chatelier, quando ocorre alguma perturbação externa em um sistema em equi- líbrio, é possível deslocar esse equilíbrio no sentido de minimizar essa ação. Encontre os termos corretos para completar as afirmativas relacionadas ao efeito do des- locamento de equilíbrio. a) O aumento da temperatura desloca o equilíbrio no sentido da reação endotérmica . (exotérmica/endotérmica) b) A diminuição da temperatura desloca o equilíbrio no sentido da reação exotérmica . (exotérmica/endotérmica) c) O aumento da pressão desloca o equilíbrio no sentido da contração do volume. (contração/expansão) d) A diminuição da pressão desloca o equilíbrio no sentido da expansão do volume. (contração/expansão) e) A adição de uma substância desloca o equilíbrio no sentido de consumir a quantidade adicionada. (repor/consumir) f) A remoção de uma substância desloca o equilíbrio no sentido de repora quantidade retirada. (repor/consumir) 14. No sangue, as moléculas de hemoglobina e de gás oxigênio dissolvido estão em equilíbrio com a oxi- -hemoglobina (hemoglobina combinada com oxigênio), conforme o equilíbrio químico: Hb(aq) + O2(g) HbO2(aq) A oxi-hemoglobina é a responsável pela oxigenação do organismo, essencial à vida. Explique o que ocorre com esse equilíbrio quando uma pessoa se submete a alti- tudes progressivamente elevadas. Nas localidades de maior altitude, há menor concentração de oxgênio no ar e, consequentemente,o equilíbrio mencionado é deslocado para a esquerda. Isso reduz a quantidade de oxi-hemo- globina presente no sangue, provocando vários desconfortos físicos. 15. A atividade vulcânica é a principal fonte responsável pelas emissões naturais de SO2. Esse óxido, em conta- to com o oxigênio do ar atmosférico, produz o trióxido de enxofre, que, ao reagir com a água da chuva, origina o ácido sulfúrico (H2SO4), considerado um dos grandes vilões da chuva ácida. SO2(g) + 1/2 O2(g) SO3(g) SO3(g) + H2O(ℓ) H2SO4(aq) Qual ação poderia ser aplicada ao equilíbrio, em um sistema fechado, para que ocorra uma diminuição na quantidade de ácido sulfúrico? Para diminuir a formação de ácido sulfúrico, é necessário diminuir a quantidade de SO3 produzido no equilíbrio químico, representado pela primeira equação. Para isso, pode-se retirar SO2(g) ou O2(g) do sistema. © Sh u tt er st oc k/ A m m it Ja ck © iS to ck p h ot o. co m /k u ra p at ka Química 9 18. Observe esta imagem, que se refere a um experimento realizado em laboratório. Situação inicial: vermelho/castanho-escuro tempo Situação final: castanho-claro tempo tempo tempo No estado inicial, verifica-se a presença de NO2(g) e, no estado final, de N2O4(g). A reação entre esses gases é representada pelo equilíbrio: 2 NO2(g) N2O4(g) Para manter a coloração inicial, pode-se: a) aumentar a pressão do sistema, pois o equilíbrio se deslocará para o lado de maior volume. X b) reduzir a pressão do sistema, pois o equilíbrio se deslocará para o lado de maior volume. c) reduzir a pressão do sistema, pois o equilíbrio se deslocará para o lado de menor volume. d) aumentar a pressão do sistema, pois o equilíbrio se deslocará para o lado de menor volume. e) reduzir a pressão do sistema, pois o equilíbrio não será deslocado. 19. (FGV – RJ) Os automóveis são os principais poluidores dos centros urbanos. Para diminuir a poluição, a legis- lação obriga o uso de catalisadores automotivos. Eles viabilizam reações que transformam os gases de esca- pamento dos motores, óxidos de nitrogênio e monóxido de carbono em substâncias bem menos poluentes. Os catalisadores a energia de ativa- ção da reação no sentido da formação dos produtos, a energia de ativação da reação no sentido dos reagentes e no equilíbrio reacional. No texto, as lacunas são preenchidas, correta e respec- tivamente, por: a) diminuem … aumentam … interferem X b) diminuem … diminuem … não interferem c) diminuem … aumentam … não interferem d) aumentam … diminuem … interferem e) aumentam … aumentam … interferem 16. O monóxido de nitrogênio (NO) é um dos gases poluen- tes da atmosfera produzido durante a queima de com- bustíveis fósseis. Pode ser obtido a partir da reação de síntese entre o nitrogênio (N2(g)) e o oxigênio (O2(g)), conforme a equação: N2(g) + O2(g) 2 NO(g) H = +43,2 kcal Explique como a variação de temperatura no sistema afeta esse equilíbrio químico. Nesse equilíbrio, a reação direta é endotérmica, ou seja, ocorre com absorção de calor. Portanto, ao aumentarmos a temperatura do sistema, o equilíbrio é deslocado para a direita ( ), no sentido de formação do produto. No entanto, ao diminuirmos a temperatura, o equilíbrio é deslocado, favorecendo a reação exotérmica (para a esquerda ), que libera calor. 17. O gráfico a seguir refere-se ao seguinte equilíbrio ga- soso: A(g) + B(g) C(g) + D(g) En er gi a (k J) 120 90 50 20 Caminho da reação A + B C + D Pela análise do gráfico, assinale V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( V ) A reação direta é exotérmica, pois a entalpia dos reagentes é maior que a entalpia dos produtos. ( V ) A energia de ativação da reação direta sem cata- lisador é maior do que a energia de ativação da reação com a presença do catalisador. ( F ) O catalisador interfere no equilíbrio químico da reação, pois diminui a energia de ativação. ( F ) A reação inversa é favorecida pela diminuição da temperatura. ( F ) A variação de entalpia da reação com catalisador é menor que a variação de entalpia da reação sem catalisador. 19. Os catalisadores reduzem a energia de ativação das reações (direta e inversa) aumentando suas velocidades. Porém, o aumento na velocidade da reação direta, assim como da inversa, permite concluir que a adição do catalisador não interfere no equilíbrio químico da reação nem no rendimento do processo. 18. Para manter a coloração inicial, caracterizada pelo NO2, é necessário que o equilíbrio seja deslocado para a esquerda ( ). Isso pode ser feito diminuindo a pressão do sistema, pois, dessa forma, o equilíbrio favorece a expansão do volume. 10 Volume 7 20. (UCS – RS) O oxigênio presente no ar atmosférico, ao chegar aos pulmões, entra em contato com a hemoglo- bina (Hem) do sangue, dando origem à oxiemoglobina (HemO2), que é responsável pelo transporte de O2 até as células de todo o organismo. O equilíbrio químico que descreve esse processo pode ser representado simplificadamente pela equação química abaixo. Hem(aq) + O2(g) HemO2(aq) À medida que uma pessoa se desloca para locais de maior altitude, a quantidade e a pressão parcial de O2 no ar vai diminuindo e esse equilíbrio vai se deslocando para a esquerda . Em função disso, a pessoa sente fadiga e tontura, e pode até morrer em casos extremos. O corpo tenta reagir produzindo mais hemoglobina; esse processo, porém, é lento e somente se conclui depois de várias semanas de “ambientação” da pessoa com a altitude. É interessante notar que os povos nativos de lugares muito altos, como o Himalaia, desenvolveram, através de muitas gerações, taxas de hemoglobina mais ele- vadas que a dos habitantes à beira-mar. Esse fenôme- no proporciona uma boa vantagem, por exemplo, aos jogadores de futebol da Bolívia, em relação aos seus adversários estrangeiros, quando disputam uma parti- da na cidade de La Paz, a mais de 3 600 m de altitude. Assinale a alternativa que preenche correta e respecti- vamente, as lacunas acima. a) maior – aumentando – esquerda X b) maior – diminuindo – esquerda c) menor – diminuindo – esquerda d) menor – diminuindo – direita e) maior – aumentando – direita 21. (ACAFE – SC) Dado o equilíbrio químico abaixo e basea- do nos conceitos químicos é correto afirmar, exceto: 2 NO2(g) + 7 H2(g) 2 NH3(g) + 4 H2O(g) H > 0 X a) A presença de um catalisador altera a constante de equilíbrio. b) Adicionando H2 o equilíbrio é deslocado para a direita. c) Diminuindo a pressão do sistema, o equilíbrio é deslocado para a esquerda. d) Diminuindo a temperatura do sistema, o equilíbrio é deslocado para a esquerda. 22. (UNESP – SP) Para a produção de energia, os mamífe- ros oxidam compostos de carbono nos tecidos, produ- zindo dióxido de carbono gasoso, CO2(g), como principal subproduto. O principal meio de remoção do CO2(g) gerado nos tecidos envolve sua dissolução em água, seguida da reação do gás dissolvido com a água, sob a ação de um catalisador biológico, a enzima anidrase carbônica, como representado a seguir. CO2(g) H O2 CO2(aq) + calor (etapa 1) CO2(aq) + H2O(ℓ) catalisador biológico HCO aq3 – ( ) + H + (aq) (etapa2) A respeito desse processo, é correto afirmar que X a) o aumento da concentração de CO2(aq) aumenta a acidez do meio. b) a concentração de CO2(aq) não influi na acidez do meio. c) a concentração de H+(aq) não varia com a elevação da temperatura. d) a reação de formação de HCO aq3 – ( ) na etapa 2 só ocorre na presença do catalisador biológico. e) a concentração de H+(aq) aumenta com a elevação da temperatura. 23. (FATEC – PR) A produção de alimentos para a população mundial necessita de quantidades de fertili- zantes em grande escala, sendo que muitos deles se podem obter a partir do amoníaco. Fritz Haber (1868-1934), na procura de soluções para a otimização do processo, des- cobre o efeito do ferro como catalisador, bai- xando a energia de ativação da reação. Carl Bosch (1874-1940), engenheiro quí- mico e colega de Haber, trabalhando nos li- mites da tecnologia no início do século XX, desenha o processo industrial catalítico de altas pressões e altas temperaturas, ainda hoje utilizado como único meio de produção de amoníaco e conhecido por processo de Haber-Bosch. Controlar as condições que afetam os dife- rentes equilíbrios que constituem o processo de formação destes e de outros produtos, oti- mizando a sua rentabilidade, é um dos objeti- vos da Ciência/Química e da Tecnologia para o desenvolvimento da sociedade. (nautilus.fis.uc.pt/spf/DTE/pdfs/fisica_quimica_a_11_homol.pdf Acesso em: 28.09.2012.) Em locais de maior altitude, há menor concentração de oxigênio no ar e, consequentemente, o equilíbrio é des- locado para a es- querda. Química 11 21. a) Incorreta. O catalisador diminui a energia de ativação da reação, aumentando a sua velocidade. Porém não interfere no equilíbrio químico. ( V ) A quantidade de fotocatalisador limita a conversão. ( V ) O aumento da temperatura irá favorecer a con- versão. ( F ) A diminuição do volume do sistema irá favorecer a conversão. ( V ) É condição necessária para a produção de hidro- gênio que o fotocatalisador absorva energia solar superior a 1,23 eV. Assinale a alternativa que apresenta a sequência cor- reta, de cima para baixo. a) F – V – V – F. X b) V – V – F – V. c) V – F – F – V. d) V – V – V – F. e) F – F – V – V. 25. (UEPG – PR) Considerando a equação em equilíbrio, de síntese do SO3. 2 SO2(g) + O2(g) 2 SO3(g) As constantes de equilíbrio, Kc, para essa reação em diferentes temperaturas são as seguintes: Kc Temperatura (K) 100 1 000 2 1 200 Com base nessa equação e os fatores que podem afe- tar o seu equilíbrio, assinale o que for correto. (01) Para melhorar o rendimento dessa reação, pode-se diminuir a concentração de SO2(g) ou de O2(g). (02) Para que essa reação atinja o equilíbrio mais rapidamente, pode-se aumentar a concentração de SO2(g) ou de O2(g). (04) Para melhorar o rendimento dessa reação, pode- se aumentar o volume do recipiente em que a reação ocorre e, desta forma, diminuir a pressão. X (08) A síntese do SO3 é uma reação exotérmica. X (16) Para melhorar o rendimento dessa reação, deve-se abaixar a temperatura. Considere a reação de formação da amônia N2(g) + 3 H2(g) 2 NH3(g) e o gráfico, que mostra a influência conjunta da pressão e da temperatura no seu rendimento. (FELTRE, Ricardo. Química – vol. 2, São Paulo, Editora Moderna, 2004.) A análise do gráfico permite concluir, corretamente, que a) a reação de formação da amônia é endotérmica. b) o rendimento da reação, a 300 atm, é maior a 600 ºC. c) a constante de equilíbrio (Kc) não depende da tem- peratura. X d) a constante de equilíbrio (Kc) é maior a 400 ºC do que a 500 ºC. e) a reação de formação da amônia é favorecida pela diminuição da pressão. 24. (UFPR) Recentemente, a produção fotocatalítica de hi- drogênio vem atraindo atenção devido ao processo que gera um combustível limpo, o qual é utilizado em célu- las a combustível. O processo se baseia na separação da água nos seus componentes, conforme equilíbrio in- serido no esquema, utilizando luz solar e um fotocata- lisador (p. ex. NaTaO3:La). O processo é extremamente endotérmico, necessitando 1,23 eV para ocorrer. Num experimento, o processo foi realizado num sistema fechado, como esquematizado. Considerando essas informações, identifique as afirmativas a seguir como verdadeiras (V) ou falsas (F): 24. ( V ) O fotocatalisador aumenta a velocidade da reação. ( V ) Por ser um processo endotérmico, o au- mento da temperatura favorece a produção catalítica de hidrogênio. ( F ) A conversão é favorecida pela diminui- ção da pressão do sistema, ou seja, pelo au- mento do volume (0 volume 3 volumes). ( V ) O processo é extremamente endotér- mico, necessitando de 1,23 eV para ocorrer. 12 Volume 7 14 Equilíbrio iônico Equilíbrio iônico e o caráter ácido-base Sob temperatura ambiente, a escala de pH varia de 0 (soluções muito ácidas) a 14 (soluções muito básicas), sendo neutra a solução com pH igual a 7. Matematicamente, os potenciais são definidos da seguinte forma: pH H pOH OH = − = − + − log [ ] log [ ] Quando, [H+] = 1 · 10–x, em que x = 0 a 14, pH = x [OH–] = 1 · 10–y, em que y = 0 a 14, pOH = y Equilíbrio iônico da água • Autoionização: H2O(ℓ) + H2O(ℓ) H3O + (aq) + OH – (aq) ou, simplesmente, H2O(ℓ) H + (aq) + OH – (aq) • Produto iônico da água: Kw = [H +] · [OH–] = 1 · 10–14 (25 ºC) pH + pOH = 14 Meio ácido Meio neutro Meio básico [H+] > [OH–] [H+] > 1 · 10–7 mol/L [OH–] < 1 · 10–7 mol/L pH < 7 pOH > 7 [H+] = [OH–] [H+] = 1 · 10–7 mol/L [OH-] = 1 · 10–7 mol/L pH = 7 pOH = 7 [H+] < [OH–] [H+] < 1 · 10–7 mol/L [OH–] > 1 · 10–7 mol/L pH > 7 pOH < 7 Equilíbrio iônico de ácidos e bases fracos • Constante de ionização ácida: HxA(aq) + x H2O(ℓ) x H + (aq) + A x– (aq) K H A H A a x x x = ⋅+ −[ ] [ ] [ ] Ka = força = [H +] 13Química • Constante de ionização básica: C(OH)x(s) + H2O(ℓ) C x+ (aq) + x OH – (aq) K C OH C OH b x x x = ⋅+ −[ ] [ ] [ ( ) ] Kb = força = [OH –] • Lei da Diluição de Ostwald: Ki = ⋅ − α α 2 1 [ ] ( ) Quando 0 < < 5%, Ki = ⋅α 2 [ ] Hidrólise salina Sal + H2O Hidrólise Neutralização Ácido + Base Ácido forte Ácido fraco B as e fr ac a Cx+(aq) + H2O(ℓ) C(OH)y(aq) + H + (aq) Hidrólise do cátion [H+] > [OH–] solução ácida pH < 7 Cx+(aq) + A y– (aq) + H2O(ℓ) C(OH)y(aq) + HxA(aq) Hidrólise do cátion e do ânion O caráter da solução depende das constantes Ka e Kb. B as e fo rt e H2O(ℓ) OH – (aq) + H + (aq) Não ocorre hidrólise [H+] = [OH–] solução neutra pH = 7 Ay–(aq) + H2O(ℓ) OH – (aq) + HxA(aq) Hidrólise do ânion [H+] < [OH–] solução básica pH > 7 • Sistema-tampão: tem a propriedade de manter o pH praticamente constante mesmo quando é adicionado a ela um ácido ou uma base forte. Tampão ácido: ácido fraco + sal do ácido Tampão básico: base fraca + sal da base Produto de solubilidade Corpo de fundo(s) dissolução do corpo de fundo precipitação do corpo de fundo y Cátionx+(aq) + x Ânion y– (aq) Kps = [Cátion x+]y · [Ânion y–]x 14 Volume 7 Atividades Há algumas resoluções ao final do livro (gabaritos e comentários). Química 15 Equilíbrio iônico e o caráter ácido-base 1. Complete o quadro. Sistema [H+] [OH–] pH pOH caráter Vinagre 1,0 · 10–3 1,0 · 10–11 3 11 ácido Leite de magnésia 1,0 · 10–10 1,0 · 10–4 10 4 básico Suco de laranja 1,0 · 10–4 1,0 · 10–10 4 10 ácido KOH (0,001 mol/L) 1,0 · 10–11 1,0 · 10–3 11 3 básico HCℓ (0,01 mol/L) 1,0 · 10–2 1,0 · 10–12 2 12 ácido 2. Entre os líquidos do quadro abaixo: Líquidos [H+] (mol/L) Leite 1,0 · 10–7 Água do mar 1,0 · 10–8 Refrigerante 1,0 · 10–3 Café preparado 1,0 · 10–5 Lágrima 1,0 · 10–7 Água de lavanderia 1,0 · 10–12 a) Quais têm caráter ácido? Justifique. Refrigerante e café preparado, pois apresentam [H+] > 1 · 10–7 mol/L. b) Quais têm caráter neutro? Justifique. Leite e lágrima, pois apresentam [H+] = 1 ·10–7 mol/L. c) Quais têm caráter básico? Justifique. Água do mar e água de lavanderia, pois apresentam [H+] < 1 · 10–7 mol/L. d) Insira no quadro a concentração molar de íons OH– para cada líquido. Líquidos [OH–] (mol/L) Leite 1,0 · 10–7 Água do mar 1,0 · 10–6 Refrigerante 1,0 · 10–11 Café preparado 1,0 · 10–9 Lágrima 1,0 · 10–7 Água de lavanderia 1,0 · 10–2 16 Volume 7 3. A água pura ou mesmo em solução se ioniza fraca- mente num processo reversível conhecido como au- toionização. Represente a equação de ionização da água e sua constante de equilíbrio em termos de con- centração. Equação de ionização: H2O(ℓ) H + (aq) + OH – (aq) Constante de equilíbrio: Kw = [H +] · [OH–] 4. Determinada solução aquosa apresentou concentração de íons H+ igual a 2,0 · 10–5 mol/L. a) Essa solução é ácida ou básica? Justifique sua res- posta por meio de cálculos. (Dado: log 2 = 0,3) pH = –log [H+] pH = –log(2 · 10–5) pH = –(log 2 + log 10–5) pH = –(0,3 – 5) pH = 4,7 solução ácida b) Calcule a concentração de íons OH– nessa solução. Kw = [H +] · [OH–] 1 · 10–14 = 2 · 10–5 · [OH–] [OH–] = 5 · 10–10 mol/L 5. Com o intuito de quantificar os valores das concen- trações dos íons H+ e OH– para soluções diluídas, o bioquímico Soren Sörensen propôs o uso da função logarítmica para expressar a concentração e facilitar a indicação numérica da acidez e da alcalinidade das soluções. Em relação a esse assunto, assinale V para as afirmativas verdadeiras e F para as falsas. ( F ) Quanto maior a acidez da solução, maior a con- centração de íons H+ e, consequentemente, maior o pH. ( V ) Quanto maior a alcalinidade da solução, maior a concentração de íons OH– e, consequentemente, maior o pH. ( V ) Em soluções ácidas, a concentração de íons H+ é maior que 10–7. ( F ) Em soluções básicas, a concentração de íons OH– é menor que 10–7. 6. (UEMG) O potencial hidrogeniônico (pH) é uma medida de acidez presente nos mais diversos sistemas quí- micos, sejam eles orgânicos ou não. A figura a seguir mostra alguns valores de pH encontrados em quatro partes do corpo humano, a 25 ºC. Com base nos sistemas dados (boca, estômago, pân- creas e intestino delgado) e nas informações forneci- das, é correto afirmar que a) a acidez no estômago é decorrente da produção do ácido sulfúrico. b) a boca é tão alcalina quanto o intestino delgado. c) no intestino delgado, a concentração de íons hidro- gênio é igual a 6,7 mol/L. X d) o estômago é cerca de um milhão (106) de vezes mais ácido que o pâncreas. Quanto maior a acidez, maior a concentração de íons H+. Portanto, menor o valor de pH. Em soluções básicas: [OH–] > 10–7 pOH < 7 e pH > 7. A acidez no estômago é decorrente da produção do ácido clorídrico. No intestino delgado, o pH é igual a 6,7. Em soluções ácidas: [H+] > 10–7 pH < 7. 6. b) Incorreta. A boca e o intestino delgado apresentam o mesmo valor de pH; portanto, têm a mesma caracterís- tica quanto à acidez. c) Incorreta. pH = –log [H+] 6,7 = –log [H+] –6,7 = log [H+] [H+] = 10–6,7mol/L d) Correta. + − + − + + = = = 2 estômago 6 8 pâncreas 6 estômago pâncreas [H ] 10 10 [H ] 10 [H ] 10 [H ] 8. I. Correta. Sendo pH = 8, então pOH = 6 e [OH–] = 1 · 10–6 mol/L. II. Incorreta. O solo português é básico, pois apresenta pH próximo de 8. Já o solo gaúcho é ácido, com pH entre 4 a 5. III. Correta. A adição do carbonato de cál- cio – sal básico – aumenta o pH do solo. Química 17 7. (UEM – PR) O pH (potencial hidrogeniônico) de solu- ções aquosas é dado pela expressão pH= –log[H+], onde [H+] indica a concentração em mol/litro de íons H+ nessa solução. O quadro abaixo fornece o pH apro- ximado de algumas bebidas do nosso dia a dia. Bebida pH Suco de limão 2,5 Vinho 3,0 Suco de laranja 3,5 Cerveja 4,5 Leite 6,5 Água 7,0 Com base nessa tabela e nos conhecimentos de Quí- mica, assinale o que for correto. (01) Um litro de cerveja contém mais íons H+ do que um litro de suco de laranja. X (02) Quanto maior for a concentração de íons H+, mais ácida será a bebida. [H+] acidez pH X (04) Em um litro de leite existem, aproximadamente, 1 1013 mols de íons H+. X (08) O pH de uma solução tendo 100 mililitros de água e 200 mililitros de vinho é menor do que 4. (16) Se adicionarmos água a qualquer outra bebida da tabela, a concentração de íons H+ na nova solução irá aumentar. 8. (UFRGS – RS) Para obter um bom azeite, são necessá- rias azeitonas de qualidade provenientes de um olival bem tratado. Portugal destaca-se por produzir excelen- tes azeitonas cujos olivais são plantados em um solo com valores de pH próximos de 8,0. Atualmente em- presários gaúchos têm investido no plantio de oliveiras. No Rio Grande do Sul, onde o pH do solo varia entre 4,0 a 5,0, estudos indicaram a necessidade de elevar o pH do solo a no mínimo 6,5, a fim de viabilizar o plantio das oliveiras com boa produtividade. Sobre esses da- dos, são feitas as seguintes afirmações. I. A concentração de OH– em um solo português com pH = 8 é na ordem de 10–6 mol · L–1. II. O solo português é mais ácido que o solo gaúcho. III. A correção do solo gaúcho pode ser feita através da adição de calcário, a fim de obter um solo com pH = 6,5. Quais estão corretas? a) Apenas I. b) Apenas II. X c) Apenas I e III. d) Apenas II e III. e) I, II e III. 9. Equilíbrio iônico é um caso particular de equilíbrio químico em que uma substância, ao ser adicionada à água, produz íons livres. Para o ácido e a base indica- dos a seguir, represente a ionização e a dissociação iônica e escreva a equação da constante de equilíbrio. a) H2CO3 (ácido carbônico) H2CO3 + H2O 2 H + + CO3 2– K H CO H CO a = ⋅+ −[ ] [ ] [ ] 2 3 2 2 3 b) NH4OH (hidróxido de amônio) NH4OH + H2O NH4 + + OH– K NH OH NH OH b = ⋅+ −[ ] [ ] [ ] 4 4 10. Analisando as constantes de ionização dos monoáci- dos abaixo, a uma dada temperatura, KHA = 2,5 · 10 –2 KHB = 3,0 · 10 –4 KHC = 5,0 · 10 –5 Coloque os ácidos em ordem crescente de força. HC < HB < HA 7. 04) Correta. pH = –log [H+] 6,5 = –log [H+] –6,5 = log [H+] [H+] = 10–6,5mol/L Note que: 1 10 1 10 1 10 10 13 13 2 6 5 6 5= = = − / , , 08) Correta. 10–7 · 100 + 10–3 · 200 = [ ] · 300 [ ] 6,7 · 10–4 mol/L pH 3,17 Por ser mais ácido que a cerveja, o suco de laranja contém mais íons H+. O processo de diluição diminui a concen- tração de íons H+ na solução. 18 Volume 7 11. É possível comparar as forças das bases pelos valores das suas constantes de equilíbrio. Considerando as re- ações seguintes e os respectivos valores de Kb: NH3 + H2O NH4 + + OH– K = 1,8 · 10–5 CH3NH2 + H2O CH3NH3 + + OH– K = 4,4 · 10–4 C6H5NH2 + H2O C6H5NH3 + + OH– K = 4,2 · 10–10 a) qual é a base mais forte? Justifique. CH3NH2, pois a constante (Kb) é maior. b) qual é a base mais fraca? Justifique. C6H5NH2, pois a constante (Kb) é menor. 12. Estas informações se referem às constantes de ioniza- ção de alguns ácidos em solução aquosa: I. Ácido acético 1,8 · 10–5 II. Ácido fórmico 1,8 · 10–4 III. Ácido cianídrico 4,8 · 10–10 IV. Ácido hidrogenossulfúrico (HSO4 –) 1,3 · 10–2 V. Ácido hidrogenossulfídrico (HS–) 1,3 · 10–13 a) Qual deles é o mais ionizado? Justifique. Ácido hidrogenossulfúrico, pois a constante é maior. b) Qual é o menos ionizado? Justifique. Ácido hidrogenossulfídrico, pois a constante é menor. 13. (UPF – RS) No quadro, são mostradas diferentes solu- ções aquosas e seus respectivos valores de Ka, cons- tante de ionização ácida. I. Ácido nitroso (HNO2(aq)) Ka = 5,0 ∙ 10 –4 II. Ácido hipocloroso (HCℓO(aq)) Ka = 3,2 ∙ 10 –8 III. Ácido hipobromoso (HBrO(aq)) Ka = 6,0 ∙ 10 –9 IV. Ácido carbônico (H2CO3(aq)) Ka = 4,4 ∙ 10 –7 V. Ácido bromídrico (HBr(aq)) Ka > 1 Analisando os valores de Ka e considerando concentra- ção em quantidade de matéria igual a 1 mol L–1 para as soluções listadas,assinale a alternativa correta. X a) A solução aquosa de ácido hipobromoso (HBrO(aq)) irá apresentar caráter ácido menos acentuado do que a solução aquosa de ácido bromídrico (HBr(aq)). b) A solução aquosa de ácido hipocloroso (HCℓO(aq)) irá apresentar caráter ácido menos acentuado do que a solução aquosa de ácido hipobromoso (HBrO(aq)). c) A solução aquosa de ácido carbônico (H2CO3(aq)) irá apresentar caráter ácido mais acentuado do que a solução aquosa de ácido nitroso (HNO2(aq)). d) O ácido carbônico (H2CO3(aq)), entre as soluções lis- tadas, apresenta maior grau de ionização e, portan- to, irá apresentar maior valor de pH. e) Dentre as soluções listadas, a solução aquosa de ácido bromídrico (HBr(aq)) é a que irá apresentar me- nor grau de ionização e a que será a melhor condu- tora de eletricidade. 14. (MACKENZIE – SP) Determine, respectivamente, o pH e a constante de ionização de uma solução aquosa de um ácido monocarboxílico 0,01 M, a 25 ºC, que está 20% ionizado, após ter sido atingido o equilíbrio. Dado: log 2 = 0,3 a) 3,3 e 5 ∙ 10–4 b) 2,7 e 2 ∙ 10–3 c) 1,7 e 5 ∙ 10–4 X d) 2,7 e 5 ∙ 10–4 e) 3,3 e 2 ∙ 10–3 Ka força do ácido pH Química 19 [H+] = · [ ] [H+] = 0,20 · 0,01 = 2 · 10–3 mol/L pH = –log [H+] pH = –(log 2 · 10–3) pH = –(log 2 + log 10–3) pH = –(0,3 – 3) pH = 2,7 K K K i i i = ⋅ − = ⋅ − = ⋅ − α α 2 2 4 1 0 20 0 01 1 0 20 5 10 [ ] ( ) ( , ) , ( , ) 15. (UERN) Considere a concentração de uma solução de ácido acético (CH3COOH) igual a 0,6 mol/L e o seu grau de ionização igual a 3% em temperatura ambiente. É correto afirmar que a) A [H+] é igual 0,18. b) A [H+] é proveniente de duas etapas. c) O valor da [CH3COO –] é três vezes maior que a [H+]. X d) A constante de ionização é de, aproximadamente, 5,5 ∙ 10–4. H3CCOOH H + + H3CCOO – = 3% = 0,03 [CH3COOH] = 0,6 mol/L [H+] = · [CH3COOH] [H+] = 0,03 · 0,6 = 0,018 = 18 · 10–3 mol/L K K K i i i = ⋅ − = ⋅ − ≅ ⋅ − α α 2 2 4 1 0 03 0 6 1 0 03 5 5 10 [ ] ( ) ( , ) , ( , ) , Como a relação entre os íons é de 1:1, ambos apresentam o mesmo valor de concentração. O ácido acético é um monoácido, por isso a [H+] é proveniente de uma etapa. A [H+] é igual a 1,8 · 10–2 mol/L. 20 Volume 7 Hidrólise salina 16. Todo sal classificado como neutro produzirá necessa- riamente uma solução neutra? Justifique sua resposta. Não, pois o sal, ao reagir com a água, pode liberar íons H+ e/ou OH–. A presença desses íons é que determinará se a solução é ácida, básica ou neutra. 17. A hidrólise salina é uma reação de equilíbrio que ocorre em pequena extensão entre a água e os cátions e/ou ânions provenientes da dissociação de um sal. Sobre esse assunto, relacione corretamente as informações. 1. pH < 7, solução ácida 2. pH > 7, solução básica 3. pH = 7, solução neutra ( 2 ) KCN + H2O HCN + KOH ( 3 ) NaCℓ + H2O HCℓ + NaOH ( 1 ) NH4Cℓ + H2O HCℓ + NH4OH 18. Para os sais a seguir, escreva, se houver, a equação de hidrólise e justifique seu caráter, quando possível. a) NH4NO3 NH4NO3 + H2O NH4OH + HNO3 NH4 + + NO3 – + H2O NH4OH + H + + NO3 – NH4 + + H2O NH4OH + H + caráter ácido b) KNO2 KNO2 + H2O KOH + HNO2 K+ + NO2 – + H2O K + + OH– + HNO2 NO2 – + H2O OH – + HNO2 caráter básico c) Aℓ2S3 Aℓ2S3 + 6 H2O 2 Aℓ(OH)3 + 2 H2S 2 Aℓ3+ + 3 S 2– + 6 H2O 2 Aℓ(OH)3 + 2 H2S Como a base e o ácido são fracos, não é possível definir o caráter da solução. Este só poderia ser definido se as constantes tivessem sido apresentadas. 19. Das soluções aquosas dos seguintes sais: (I) NaCℓ (V) (NH4)2SO4 (II) Na2S (VI) (NH4)2CO3 (III) Ba(NO3)2 (VII) K2CO3 (IV) AgNO3 Química 21 a) Em qual das soluções citadas ocorre hidrólise do cátion? IV e V b) Em qual das soluções citadas ocorre hidrólise do ânion? II e VII c) Em qual das soluções citadas ocorre hidrólise do cátion e do ânion? VI d) Quais das soluções apresentam pH < 7? IV e V e) Quais das soluções apresentam pH > 7? II e VII f) Quais das soluções têm pH = 7 ou pOH = 7? I e III 20. (UFSM – RS) Analise as reações de hidrólise do acetato de sódio (1), do cloreto de amônio (2) e do acetato de amônio (3). (1) NaCH3COO Na + + CH3COO – CH3COO – + HOH OH– + CH3COOH (2) NH4Cℓ NH4 + + Cℓ– NH4 + + HOH H+ + NH4OH (3) NH4CH3COO NH4 + + CH3COO – NH4 + + HOH NH4OH + H + CH3COO – + HOH CH3COOH + OH – Sabendo que o Ka do CH3COOH e o Kb do NH4OH têm o mesmo valor, 1,8 · 10–5, pode-se dizer que o I. NaCH3COO e o NH4Cℓ são sais de caráter básico. II. NH4CH3COO é um sal de caráter neutro. III. NH4Cℓ é um sal de caráter básico e o NaCH3COO, um sal de caráter ácido. IV. NaCH3COO é um sal de caráter básico e o NH4Cℓ, um sal de caráter ácido. Estão corretas a) apenas I e II. b) apenas I e III. c) apenas II e III. X d) apenas II e IV. e) apenas III e IV. 21. (UNAERP – SP) Hidrólise é uma reação entre um ânion (A–) ou um cátion (C+) e água, com fornecimento de íons OH– ou H+ para a solução. Assim, a hidrólise do NH4CN pode ser representada pelas reações: 1. CN– + H2O HCN + OH – 2. (NH4) + + H2O NH4OH + H + cujos valores das constantes de hidrólise são: K K CN NH − + = ⋅ ⋅ = ⋅ = ⋅ ⋅ = ⋅ − − − − − − 1 10 4 10 2 5 10 1 10 18 10 5 6 10 14 10 5 14 5 1 4 , , , 00 Portanto, a solução resultante da hidrólise do cianeto de amônia deverá ser: a) fortemente ácida. b) fortemente básica. c) neutra. d) fracamente ácida. X e) fracamente básica. 22. (FUVEST – SP) Carbonato de sódio, quando colocado em água, a 25 ºC, se dissolve: Na2CO3(s) + H2O(ℓ) HCO3 – (aq) + 2 Na + (aq) + X X e o pH da solução resultante devem ser: a) CO2, maior que 7. X b) OH–(aq), maior que 7. c) H+(aq), igual a 7. d) CO2, igual a 7. e) OH–(aq), menor que 7. 23. A acidez elevada do solo dos cerrados prejudica a agri- cultura. Dispondo das seguintes substâncias: CaSO4, NH4NO3 e CaCO3, com a finalidade única de corrigir a acidez do solo, qual seria a indicada? Por quê? CaCO3, pois é um sal de caráter básico proveniente de uma base forte (Ca(OH)2) e um ácido fraco (H2CO3). De acordo com as informações, ocorre a hidrólise do ânion e do cátion para o cianeto de amônia (NH4CN). Assim, o caráter da solu- ção depende das constantes Ka e Kb. Como Kb (2,5 · 10 –5) é maior que Ka (5,6 · 10 –10), a solução é leve- mente básica. 22 Volume 7 24. (FUVEST – SP) Explique por que, dissolvendo carbona- to de sódio em água, obtém-se uma solução alcalina. Como é possível comprovar experimentalmente a alca- linidade dessa solução? Em água, o carbonato de sódio se hidrolisa formando uma base forte (NaOH) e um ácido fraco (H2CO3). A presença do íon OH – (aq) indica o caráter básico da solução. Experimentalmente, a alcalinidade pode ser comprovada com o uso de indicadores. 25. (UFSJ) Alguns sais apresentam a propriedade de tor- nar as soluções aquosas ácidas ou básicas quando dissolvidos, enquanto outros não alteram o pH natural da água. O carbonato de sódio (Na2CO3), o cloreto de sódio (NaCℓ) e o sal amoníaco (NH4Cℓ) produzem, res- pectivamente, soluções aquosas a) neutra, básica e ácida. b) ácida, neutra e básica. X c) básica, neutra e ácida. d) ácida, ácida e neutra. 26. (FGV – RJ) A indústria alimentícia emprega várias substâncias químicas para conservar os alimentos e garantir que eles se mantenham adequados para con- sumo após a fabricação, transporte e armazenagem nos pontos de venda. Dois exemplos disso são o nitrato de sódio adicionado nos produtos derivados de carnes e o sorbato de potássio, proveniente do ácido sórbico HC6H7O2 (Ka = 2 ∙ 10 –5 a 25 ºC), usado na fabricação de queijos. As soluções aquosas dos sais de nitrato de sódio e de sorbato de potássio têm, respectivamente, pH X a) igual a 7; maior que 7. b) igual a 7; menor que 7. c) menor que 7; igual a 7. d) menor que 7; maior que 7. e) maior que7; menor que 7. 27. (CEFET – MG) Um professor de Química propôs a ma- nipulação de um indicador ácido-base que se compor- tasse da seguinte maneira: pH Cor da solução < 7 Amarela = 7 Alaranjada > 7 Vermelha NaNO3 – sal formado por base forte (NaOH) e áci- do forte (HNO3) ∴ caráter neutro (pH = 7). KC6H7O2 – sal formado por base forte (KOH) e ácido fraco (HC6H7O2) ∴ caráter básico (pH > 7). As cores das soluções aquosas de NaCN, NaCℓ e NH4Cℓ, na presença desse indicador, são, respectiva- mente a) amarela, alaranjada e vermelha. b) amarela, vermelha e alaranjada. X c) vermelha, alaranjada e amarela. d) alaranjada, amarela e vermelha. e) alaranjada, amarela e alaranjada. 28. (UNIMONTES – MG) Considere quatro soluções, todas de concentração 0,1 mol/L, constituídas de I. um ácido forte. II. uma base fraca. III. um ácido de Ka = 2,0 ∙ 10 –3. IV. um ácido de Ka = 8,0 ∙ 10 –6. No que se refere aos dados fornecidos, é correto afir- mar que a) o pH da solução I é maior que o pH da solução II. b) o pH da solução IV é menor que o pH da solução III. c) a força dos ácidos, em III e IV, é a mesma. X d) o Kb da base conjugada do ácido em III é igual a 5,0 ∙ 10–12. 29. (ENEM) Visando minimizar impactos ambientais, a legislação brasileira determina que resíduos químicos lançados diretamente no corpo receptor tenham pH entre 5,0 e 9,0. Um resíduo líquido aquoso gerado em um processo industrial tem concentração de íons hidroxila igual a 1,0 · 10–10 mol/L. Para atender a legislação, um químico separou as seguintes substâncias, disponibilizadas no almoxarifado da empresa: CH3COOH, Na2SO4, CH3OH, K2CO3 e NH4Cℓ. Para que o resíduo possa ser lançado diretamente no corpo receptor, qual substância poderia ser empregada no ajuste do pH? a) CH3COOH b) Na2SO4 c) CH3OH X d) K2CO3 e) NH4Cℓ Sendo a concentração de hidroxila igual a 1,0 · 10–10 mol/L, o pH do resíduo está abaixo do desejado – pH = 4. Portanto, para ajustar o pH, é necessário utilizar uma solução com caráter básico. Química 23 30. [...] Quase todos os processos biológicos são dependentes do pH; uma pequena variação na acidez produz uma grande variação na velocidade da maioria destes processos. O pH do sangue de mamíferos é um reflexo do estado do balanço ácido-base do corpo. Em condições normais, o pH é mantido entre 7,35 e 7,45 devido a uma série de mecanismos complexos que compreendem produção, tamponamento e eliminação de ácidos pelo corpo. [...] Uma diminuição (acidose) ou aumento (alcalose) do pH do sangue pode causar sérios problemas e até mesmo ser fatal. [...] FIORUCCI, A. R. et al. O conceito de solução tampão. Química Nova na Escola, n. 13, p, 18-21. maio 2001. Disponível em: <http://www.ufscar.br/labbes/wp-content/uploads/buffer.pdf>. Acesso em: 1 dez. 2015. Explique como um sistema-tampão resiste a variações de pH. Os tampões são geralmente formados por um ácido ou uma base fraca e pelo sal correspondente. Ao adicionar a um tampão ácido, por exemplo, uma base forte, o íon OH–, proveniente dessa base, consome o íon H+ do equilíbrio. Isso faz com que o ácido não ionizado se ionize para repor o H+ consumido e evitar grandes variações de pH. Ao contrário, ao adicionar um ácido forte, a concentração de íon H+ aumenta. Dessa maneira, o H+, proveniente do ácido que foi acrescentado, consome o íon A– do sal, originando o ácido não ionizado para evitar grandes variações de pH. 31. (UEPA) As informações destacadas abaixo foram retira- das do rótulo de um refrigerante “zero açúcar”: Ingredientes: Água gaseificada, extrato de noz de cola, cafeína, aroma natural, corante caramelo IV, acidulante ácido fosfórico, edulcorantes artificiais: ciclamato de sódio (24 mg), acessulfame de potássio 5 mg, e aspartame 12 mg, por 100 mL, conservador, benzoato de sódio, regulador de acidez citrato de sódio. Prazo de validade / lote: vide marcação. Aut. CCI / RJ Ind. Brasileira. A água gaseificada apresenta o seguinte equilíbrio quí- mico: CO2(aq) + 2 H2O(ℓ) HCO3 – (aq) + H3O + (aq) E ainda estão presentes acidulantes utilizados para re- alçar o sabor e para inibir o desenvolvimento de micro- -organismos. Os acidulantes, comumente usados pela indústria alimentícia, são os ácidos cítrico (C6H8O7) e fosfórico (H3PO4). Para regular a acidez do meio, usa- -se o citrato de sódio (C6H7O7Na) e, para substituir o açúcar, usa-se o aspartame (C14H18N2O5) e o ciclamato de sódio (NaC6H12SNO3). Com base no texto, considere as afirmativas abaixo. I. Com a retirada de CO2(aq), o sistema sairá de equi- líbrio e ele será deslocado para o lado esquerdo, formando mais reagentes. II. Com a diminuição da quantidade de CO2(aq) haverá consumo do íon hidrônio (H3O + (aq)), o que implicará uma elevação no valor do pH do líquido. III. O valor de pH do líquido geralmente permanece em torno de 3,0. Isto significa concentração do íon hi- drônio (H3O +) no líquido é 0,003 mol/L. IV. O valor do pH do refrigerante, após ser aberto, se mantém em 3, devido à formação de um tampão entre um ácido fraco (ácido cítrico) e seu sal deriva- do (citrato de sódio). V. As soluções-tampão (formadas por ácido fraco/base conjugada) têm a propriedade de resistir a mudan- ças de pH quando pequenas quantidades de ácidos ou bases lhes são adicionados. A alternativa que contém todas as afirmativas corretas é: a) I, II, III e IV b) I, II, III e V c) I, III, IV e V X d) I, II, IV e V e) II, III, IV e V 24 Volume 7 Produto de solubilidade 32. O produto de solubilidade (Kps) é aplicado a equilíbrios heterogêneos de sais e bases pouco solúveis, em que as espécies químicas presentes estão em fases dife- rentes. Para os equilíbrios citados, escreva a expressão do produto de solubilidade: a) Ag2S(s) 2 Ag + (aq) + S 2– (aq)( ) ( q) ( q) Kps = [Ag +]2 · [S2–] b) BaSO4(s) Ba 2+ (aq) + SO4 2– (aq)( ) ( q) ( q) Kps = [Ba 2+] · [SO4 2–] c) CaCO3(s) Ca 2+ (aq) + CO3 2– (aq)( ) ( q) ( q) Kps = [Ca 2+] · [CO3 2–] d) PbCℓ2(s) Pb 2+ (aq) + 2 Cℓ – (aq)( ) ( q) ( q) Kps = [Pb 2+] · [Cℓ–]2 33. Observe o quadro: Substância Kps Cloreto de chumbo II (PbCℓ2) 2 · 10 –5 Hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) 4 · 10 –6 Sulfeto de cádmio (CdS) 8 · 10–27 Hidróxido de ferro III (Fe(OH)3) 4 · 10 –40 Analise os itens a seguir e assinale V para as afirmati- vas verdadeiras e F para as falsas. ( V ) O hidróxido de ferro III é a substância menos so- lúvel entre todas as substâncias apresentadas no quadro. ( F ) O produto de solubilidade do sulfeto de cádmio é K Cd S CdS ps = ⋅+ −[ ] [ ] [ ] 2 2 . ( F ) A solubilidade do cloreto de chumbo II é menor que a do hidróxido de cálcio. ( V ) O Kps do hidróxido de ferro III é representado pelo produto dos íons Fe3+ e OH–. 34. (ENEM) Devido ao seu alto teor de sais, a água do mar é imprópria para o consumo humano e para a maioria dos usos da água doce. No entanto, para a indústria, a água do mar é de grande interesse, uma vez que os sais presentes podem servir de matérias-primas importantes para diversos processos. Nesse contexto, devido a sua simplicidade e ao seu baixo potencial de impacto ambiental, o método da precipitação fraciona- da tem sido utilizado para a obtenção dos sais presen- tes na água do mar. 33. (F) O produto de solubilidade do sulfeto de cádmio é: Kps = [Cd 2+] · [S2–]. (F) Como as duas substâncias apresentam a mesma relação de cátions e ânions, a solubilidade não precisa ser calculada. Kps solubilidade. Química 25 Tabela 1: Solubilidade em água de alguns compostos presentes na água do mar a 25 ºC Soluto Fórmula Solubilidade g/kg de H2O Brometo de sódio NaBr 1,20 ∙ 103 Carbonato de cálcio CaCO3 1,30 ∙ 10 –2 Cloreto de sódio NaCℓ 3,60 ∙ 102 Cloreto de magnésio MgCℓ2 5,41 ∙ 10 2 Sulfato de magnésio MgSO4 3,60 ∙ 10 2 Sulfato de cálcio CaSO4 6,80 ∙ 10 –1 PILOMBO, L. R. M.; MARCONDES, M.E.R.; GEPEC. Grupo depesquisa em Educação Química. Química e Sobrevivência: Hidrosfera Fonte de Materiais. São Paulo: EDUSP, 2005 (adaptado). Suponha que uma indústria objetiva separar determi- nados sais de uma amostra de água do mar a 25 °C, por meio da precipitação fracionada. Se essa amostra contiver somente os sais destacados na tabela, a se- guinte ordem de precipitação será verificada. X a) Carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de só- dio e sulfato de magnésio, cloreto de magnésio e, por último, brometo de sódio. b) Brometo de sódio, cloreto de magnésio, cloreto de sódio e sulfato de magnésio, sulfato de cálcio e, por último, carbonato de cálcio. c) Cloreto de magnésio, sulfato de magnésio e cloreto de sódio, sulfato de cálcio, carbonato de cálcio e, por último, brometo de sódio. d) Brometo de sódio, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de sódio e sulfato de magnésio e, por último, cloreto de magnésio. e) Cloreto de sódio, sulfato de magnésio, carbonato de cálcio, sulfato de cálcio, cloreto de magnésio e, por último, brometo de sódio. 35. (PUC-Rio – RJ) Carbonato de cobalto é um sal muito pouco solúvel em água e, quando saturado na presen- ça de corpo de fundo, a fase sólida se encontra em equilíbrio com os seus íons no meio aquoso. CoCO3(s) Co 2+ (aq) + CO3 2– (aq) Sendo o produto de solubilidade do carbonato de cobal- to, a 25 ºC, igual a 1,0 ∙ 10–10, a solubilidade do sal, em mol L–1, nessa temperatura é a) 1,0 ∙ 10–10 d) 1,0 ∙ 10–8 b) 1,0 ∙ 10–9 X e) 1,0 ∙ 10–5 c) 2,0 ∙ 10–8 Kps = [Co 2+] · [CO3 2–] 1,0 · 10–10 = [Co2+] · [CO3 2–] 1,0 · 10–10 = x · x x = 1 · 10–5 mol/L 36. Em algumas radiografias, é utilizado como contraste o sulfato de bário (BaSO4). Esse sal é extremamente insolúvel e apresenta produto de solubilidade em torno de 1 · 10–10. Em 2003, um fornecedor desse contraste vendeu o produto contaminado com carbonato de bário (BaCO3), um sal pouco solúvel – Kps = 8,1 · 10 –9, tóxico e mortal, o que acarretou a morte de várias pessoas. Determine a solubilidade molar do sulfato de bário e do carbonato de bário. BaSO4(s) Ba 2+ (aq) + SO4 2– (aq) Kps = [Ba 2+] · [SO4 2–] 1 · 10–10 = [Ba2+] · [SO4 2–] 1 · 10–10 = x · x x = 1 · 10–5 mol/L BaCO3(s) Ba 2+ (aq) + CO3 2– (aq) Kps = [Ba 2+] · [CO3 2–] 8,1 · 10–9 = [Ba2+] · [CO3 2–] 81 · 10–10 = x · x x = 9 · 10–5 mol/L © Sh u tt er st oc k/ G am 19 83 34. Como as substâncias apresentam a mesma relação de cátions e ânions, pode-se dizer que, quanto menor for a solubilidade, mais rápido ocorrerá a precipitação. 26 Volume 7 37. (UFRN) O ferro é encontrado nos alimentos, no estado de oxidação 3+, ou seja, como Fe (III), mas, para que possa ser absorvido pelo organismo, deve apresentar- -se no estado de oxidação 2+, ou seja, como Fe (II). Contribuem, para a transformação do Fe (III) em Fe (II), substâncias redutoras presentes no suco gástrico. Por sua vez, outras substâncias podem facilitar ou dificultar a biodisponibilidade do Fe (II) para sua absorção pelo organismo. Em presença da vitamina C, o Fe (II) forma complexos solúveis, enquanto que, com o oxalato, for- ma um composto cujo valor de Kps é muito baixo. Algumas pessoas recomendam consumir espinafre por conter alto teor de Fe (II), mas que também contém ele- vada quantidade de oxalato. Também aconselham que a feijoada, rica em Fe (II), seja consumida juntamente com suco de laranja, rico em vitamina C. Em relação às recomendações para se consumir espinafre com o suco de laranja, nessas condições, é correto afirmar: a) O espinafre é uma boa fonte de Fe (II) biodisponível, uma vez que se forma oxalato de Fe (II) muito solú- vel, o que facilita sua absorção pelo organismo. X b) O espinafre não é uma boa fonte de Fe (II) biodispo- nível, uma vez que se forma oxalato de Fe (II) pouco solúvel, o que dificulta sua absorção pelo organismo. c) O complexo formado pela vitamina C com o Fe (II) apresenta elevado valor de Kps, o que dificulta sua absorção. d) O complexo formado pela vitamina C com o Fe (II) apresenta muito baixo valor de Kps, o que facilita sua absorção. 38. Algumas pessoas acreditam que o declínio do Império Romano da Antiguidade se deveu, pelo menos em par- te, à contaminação de seu povo pelos íons chumbo (II), Pb2+. Tais íons estavam presentes na água provenien- te de recipientes e encanamentos de chumbo, de uso muito difundido naquela civilização. Considerando que a água ingerida pelos romanos esta- va saturada de carbonato de chumbo, cujo Kps é igual a 1,6 · 10–13, faça o que se pede: a) escreva a equação de dissociação do carbonato de chumbo. PbCO3(s) Pb 2+ (aq) + CO3 2– (aq) b) escreva a expressão do produto de solubilidade do sal. Kps = [Pb 2+] · [CO3 2–] c) determine a solubilidade, em mol/L, de PbCO3 na água pura. Kps = [Pb 2+] · [CO3 2–] 1,6 · 10–13 = [Ba2+] · [CO3 2–] 16 · 10–14 = x · x x = 4 · 10–7 mol/L 39. Sabendo-se que não devem ser lançadas, em cursos de água naturais, soluções aquosas contendo altas concentrações de íons, por causa da contaminação provocada pelo mercúrio, uma recomendação para “remover” esses íons, altamente poluidores e tóxicos, é precipitá-los sob a forma de sais de mercúrio (II). Abaixo estão listados alguns sais de mercúrio II com seus respectivos produtos de solubilidade: HgS (sulfeto de mercúrio) 9,0 · 10–52 HgCrO4 (cromato de mercúrio) 5,2 · 10 –26 HgCO3 (carbonato de mercúrio) 4 · 10 –16 HgSO4 (sulfato de mercúrio) 3,9 · 10 –8 Química 27 a) Qual dos sais de mercúrio II é o mais indicado para eliminar por precipitação na forma de sal pouco solúvel os íons Hg2+(aq) existentes na água de determinado manancial? Justifique. HgS (sulfeto de mercúrio), pois apresenta Kps menor (menos solúvel). b) Escreva a expressão da constante de solubilidade do sal escolhido no item anterior. HgS(s) Hg 2+ (aq) + S 2– (aq) Kps = [Hg 2+] · [S2–] c) Calcule a concentração, em mol/L, de mercúrio II dissolvido na água do manancial em função do sal escolhido no item a. HgS(s) Hg 2+ (aq) + S 2– (aq) Kps = [Hg 2+] · [S2–] 9,0 · 10–52 = x · x x = 3 · 10–26 mol/L d) Supondo a utilização do fosfato de mercúrio II – Hg3(PO4)2 – para remover os íons Hg 2+ por precipitação, determine o valor do Kps desse sal sabendo que sua solubilidade é 0,001 mol/L. p Hg3(PO4)2(s) 3 Hg 2+ (aq) + 2 PO4 3– (aq) 1,0 · 10–3 mol/L 3,0 · 10–3 mol/L 2,0 · 10–3 mol/L Kps = [Hg 2+]3 · [PO4 3–]2 Kps = (3,0 · 10 –3)3 · (2,0 · 10–3)2 Kps = 1,08 · 10 –13 28 Volume 7 40. (UNIMONTES – MG) O sulfato de bário, BaSO4, é usado pelos radiologistas como solução de contraste em exames radiológicos. Utiliza-se, em geral, uma solução saturada desse sal cuja solubilidade é de 1,0 ∙ 10–5 mol/L. BaSO4(s) Ba 2+ (aq) + SO4 2– (aq) Considerando que o limite de tolerância do íon bário no organismo é cerca de 7,0 ∙ 10–3 mol, assinale a alternativa incorreta. a) A adição de mais sulfato diminui a solubilidade do sulfato de bário. b) O BaSO4 é um material radiopaco, sendo capaz de barrar os raios X. c) O produto de solubilidade (Kps) do sal sulfato de bário é 1,0 ∙ 10 –10. X d) A ingestão de 100 mL de solução saturada de BaSO4 pode ser letal. a) Correta. A adição de mais sulfato desloca o equilíbrio para a esquerda ( ), diminuindo a solubilidade do sulfato de bário. b) Correta. c) Correta. Kps = [Ba 2+] · [SO4 2–] Kps = 1 · 10 –5 · 1 · 10–5 Kps = 1 · 10 –10 d) Incorreta. 1 · 10–5 mol 1 L x 0,1 L x = 1 · 10–6 mol < 7 · 10–3 mol (limite de tolerância do íon bário no organismo) 41. (UFU – MG) Para verificar se em uma amostra de água existem traços de íon cloreto, um estudante, no laboratório de química, decidiu adicionar, lenta e continuamente, nitrato de prata, AgNO3, 0,01 mol/L. É sabido que o produto de solubilidade do AgCℓ é 2 ∙ 10–10. Teoricamente, o estudante previu que haveria: X a) Precipitação docloreto de prata se a concentração do íon cloreto fosse maior ou igual a 2 ∙ 10–8 mol/L. b) Efervescência, com liberação de gás carbônico, se a concentração do íon cloreto fosse menor ou igual a 2 ∙ 10–10 mol/L. c) Liberação de odor característico, se o nitrato, ao reagir com o cloreto de concentração 10–2 mol/L, liberasse o gás amônia. d) Mudança de cor da solução, indicando a presença de íon cloreto com concentração igual a 0,01 mol/L. AgCℓ(s) Ag + (aq) + Cℓ – (aq) Kps = [Ag +] · [Cℓ–] 2,0 · 10–10 = 10–2 · x x = 2 · 10–8 mol/L
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